DE1951393A1

DE1951393A1 - Low warpage glazing device

Info

Publication number: DE1951393A1
Application number: DE19691951393
Authority: DE
Inventors: Guenther Troll
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1969-10-08
Filing date: 1969-10-08
Publication date: 1971-04-15

Description

Verzugsarme Glättungseinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine verzugs arme Glättungseinrichtung, die insbesondere den hohen Anforderungen an eine weitgehende, eine kleine Zeitkonstante aufweisende Glättung von oberwellenbehafteten Gleichspannungen im Anwendungsbereich elektronischer Steuer- und Regelgeräte Rechnung trägt.Low warpage smoothing device The invention relates to a Low-warpage smoothing device, which in particular meets the high demands on a extensive smoothing of harmonics with a small time constant DC voltages in the area of application of electronic control and regulation devices wearing.

In diesen Fällen werden vor allem ein hoher Siebfaktor, ein breites zu glättendes Frequenzspektrum und ein geringer technischer Aufwand gefordert.In these cases a high sieve factor, a broad one, is the main factor Frequency spectrum to be smoothed and a low technical effort required.

Diesen Forderungen entsprechen nicht immer die aus passiven Schaltelementen (Widerständen, Drosseln'und Kondensatoren) aufgebauten Siebschaltungen. Insbesondere im Bereich niedriger Kreisfrequenzen steigt der Glättungsaufwand durch die dann benötigten großen Drosselspulen und/oder Kondensatoren stark an. Weiterhin ergeben sich Schwierigkeiten hinsichtlich der optimalen Bemessung von Siebfaktor und Zeitve rzu.Passive switching elements do not always meet these requirements (Resistors, chokes and capacitors) built-up filter circuits. In particular in the range of low angular frequencies, the smoothing effort increases due to the required large inductors and / or capacitors. Still surrender difficulties arise with regard to the optimal dimensioning of the sieve factor and time curve rzu.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß parallel zum Verbraucher ein aktives Sch£.telement (Regelverstärker) in Reihe mit einem dem Eingang dieses Schaltelements nur die Oberwellen zuführenden Netzwerk liegt und daß dieses Element und das Netzwerk so bemessen und geschaltet sind, daß im Ausgang des Elementes eine gegenüber dem eingangsseitig vorhandenen Oberwellenanteil gegenphasige, eine weitgehende Kompensation.des Oberwellenanteils am Verbraucher bewirkende Spannung entsteht.These disadvantages are avoided according to the invention in that an active switching element (control amplifier) in series with the consumer a network that only supplies the harmonics to the input of this switching element and that this element and the network are so dimensioned and connected that in the output of the element a harmonic component compared to the input-side existing harmonic component in phase opposition, an extensive compensation of the harmonic component at the consumer causing tension arises.

Dadurch, daß die Glättungseinrichtung parallel zum Verbraucher angeschlossen ist, wird sie nicht mit dem Verbraucherstrom iA belastet. Der Mittelwert der Gleichspannung steht am Verbraucher.Because the smoothing device is connected in parallel to the consumer it is not loaded with the consumer current in general. The mean value of the DC voltage stands by the consumer.

Durch Auf Schaltung des Ausgangs des Regelverstärkers auf den Verbraucher im Gegentakt zu den Oberwellen wird eine außerordentlich verzugsarme Kompensation des Oberwellenanteils in der Gleichspannung auch bei niedrigen Kreisfrequenzen erreicht. Der Siebfaktor und der Frequenzgang werden durch die verwendeten Schaltelemente festgelegt. Durch die Benutzung aktiver Schaltelemente, vorzugsweise einfacher Halbleiter-Verstärker, wird der Aufwand an Glättungsbausteinen gegenüber den insbesondere bei niedrigen Frequenzen benötigten aufwendigen Drosseispulen und Kondensatoren wesentlich geringer.By switching the output of the control amplifier to the consumer in opposition to the harmonics, there is an extremely low-distortion compensation of the harmonic component in the DC voltage is also achieved at low angular frequencies. The sieve factor and the frequency response are determined by the switching elements used set. By using active switching elements, preferably simple semiconductor amplifiers, the cost of smoothing modules is compared to the especially low The frequencies required for complex inductor coils and capacitors are much lower.

An Hand der Figuren, die ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung veranschaulichen, soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke naher erläutert werden. Die Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild, die Fig. 2 eine Weiterentwicklung.On the basis of the figures, an embodiment of the subject To illustrate the invention, the idea on which the invention is based is intended will be explained in more detail. FIG. 1 shows a basic circuit diagram, FIG. 2 shows a Further development.

In dem Prinzipschaltbild nach der Fig. 1 liegt die Verbraucherimpedanz ZA an der oberwellenbehafteten Eingangsgleich-' spannung UE. Zur Glättung der Spannung UA am Verbraucher ZA wird parallel zu diesem die Glättungseinrichtung angeschlossen. Diese besteht aus einem Regelverstärker.R als aktivem Glättungselement, der eine Regelspannung UR liefert. Er ist zweckmäßig aus Ralbleiterbausteinen aufgebaut. Der Verstärker R ist mit einer auf den Ausgang wirkenden Begrenzungsschaltung B versehen. Diese Begrenzungsschaltung B hat die Aufgabe, Spannungswerte, welche über den vorgegebenen Oberwellenanteil hinausgehen, nicht mitzukompensieren, so daß Gleichspannungsanteile am Verbraucher ZA auch bei dynamischen Übergangsvorgängen der Eingangsgleichspannung erhalten bleiben. Der restliche Gleichspannungsanteil übersteuert den Verstärker R, so daß der Einschwingvorgang mit der durch die Schaltelemente gegebenen Einschwingzeit erfolgt. Diese Zeit ist wesentlich geringer als die vergleichbare Zeit bei Widerstands(R)-Eapazitäts(C)-Gliedern einer RC-Eette mit vergleichbarem Siebfaktor.In the basic circuit diagram according to FIG. 1, there is the load impedance ZA at the harmonic input DC voltage UE. To smooth the tension UA at the consumer ZA, the smoothing device is connected in parallel to this. This consists of a control amplifier, R as an active smoothing element, the one Control voltage UR supplies. It is expediently made up of semiconductor modules. The amplifier R is provided with a limiting circuit B acting on the output Mistake. This limiting circuit B has the task of voltage values which are above go beyond the predetermined harmonic component, not to be compensated, so that direct voltage components at the consumer ZA even with dynamic transition processes of the input DC voltage remain. The remaining DC voltage overdrives the amplifier R, so that the settling process with the settling time given by the switching elements he follows. This time is significantly less than the comparable time for resistance (R) -capacitance (C) elements an RC-Eette with a comparable sieve factor.

Der Oberwellenanteil der Gleichspannung UA wird dem Eingang des Regelverstärkers R über das Netzwerk Z1, Zf zugeführt.The harmonic component of the DC voltage UA is the input of Control amplifier R supplied via the network Z1, Zf.

Dieses Netzwerk besteht aus einer auf die Verbraucherimpedanz ZA abgestimmten Kombination passiver Bauelemente. Mit Hilfe des Regelverstärkers R wird der eingangsseitig vorhandene Oberwellenanteil um 1800 el. Grade geschwenkt, so daß die Ausgangsspannung UR des Verstärkers R in Gegenphase zur Eingangsspannung UE ist. Da die Ausgangsspannung UR und die Eingangsspannung UE zum gleichen Punkt P geführt werden, wird bei entsprechender Bemessung des Regelverstärkers R und des Netzwerkes Zl, Z2, Z3 der Oberweilenanteil an der Verbraucherimpedanz ZA weitgehend kompensiert. Es verbleibt nur ein geringer Restbetrag, der sich aus dem Aufbau des Regelverstärkers R ergibt. Bei dieser Form der Glättung nimmt die Eingangsimpedanz ZE praktisch die gesamte Eingangswelligkeit auf, während an der Verbraucherimpedanz ZA der Mittelwert des Gleichstromanteils erscheint.This network consists of a network that is matched to the load impedance ZA Combination of passive components. With the help of the control amplifier R is the input side existing harmonic component swiveled by 1800 el. degrees, so that the output voltage UR of the amplifier R is in phase opposition to the input voltage UE. As the output voltage UR and the input voltage UE are led to the same point P, if the corresponding Dimensioning of the control amplifier R and the network Zl, Z2, Z3 the Oberweilen component largely compensated at the consumer impedance ZA. Only a small one remains Remaining amount resulting from the structure of the control amplifier R. With this form the smoothing, the input impedance ZE takes practically the entire input ripple while at the load impedance ZA the mean value of the direct current component appears.

Die Zeitkonstante, der Siebfaktor, der Frequenzgang usw.The time constant, the sieve factor, the frequency response, etc.

können durch Bemessung des Netzwerkes Zl, , Z2, 23 den gestellten Anforderungen entsprechend festgelegt werden.can by dimensioning the network Zl,, Z2, 23 the provided Requirements to be determined accordingly.

Die Fig. 2 zeigt eine Glättungseinrichtung mit dem aktiven Glättungselement R und einem RC-Netzwerk. Die Eingangsspannung UE speist über den den Widerstand der Spannungsquelle verkörpernden Widerstand RE den Verbraucher RA. Durch die parallel zum Verbraucher RA liegende Glättungseinrichtung wird der Oberwellenanteil am Verbraucher RA geglättet. Die Kondensatoren C1 und C3 dienen zur Entkopplung des Gleichspannungsanteils am Verstärker R und zur gleichspannungsfreien Ubertragung des Oberwellenanteils auf den Eingang des Regelverstärkers R, wo die Regelabweichung gebildet wird.2 shows a smoothing device with the active smoothing element R and an RC network. The input voltage UE feeds through the resistor the voltage source embodying resistor RE the consumer RA. Through the parallel The smoothing device located at the consumer RA is the proportion of harmonics at the consumer RA smoothed. the Capacitors C1 and C3 are used for decoupling of the DC voltage component at the amplifier R and for DC-free transmission of the harmonic component to the input of the control amplifier R, where the control deviation is formed.

Die Ausgangsspannung UR des aktiven Glättungselementes stellt im wesentlichen eine Wechsel spannung ohne Gleichspannungskomponente dar. Infolge von Einschwingvorgängen sowie des Temperaturganges und des Eigenverbrauchs kann sich, insbesondere bei niedrigen Frequenzen, eine Gleichspannungskomponente bilden, die den Arbeitspunkt des Verstärkers R verlagert. Durch ein Kompensatiorsnetzwerk D, welches einer Gleichspannungs-Gegenkopplung entspricht, bewirken Abweichungen vom Wechselspannungsmittelwert Null eine Regelabweichung am Eingang des Regelverstärkers R, so daß die Gleichapannungskomponente durch den Regelverstärker R wieder rückgängig gemacht wird.The output voltage UR of the active smoothing element is essentially an alternating voltage without a direct voltage component. As a result of transient processes as well as the temperature profile and self-consumption, especially at low Frequencies that form a DC voltage component, which is the operating point of the amplifier R relocated. By a Kompensatiorsnetzwerk D, which a DC voltage negative feedback deviations from the mean AC voltage value zero result in a control deviation at the input of the control amplifier R, so that the DC voltage component through the Control amplifier R is reversed.

Diese"Driftkompensation" besteht aus einem Netzwerk aus den den Eingangs- und den Ausgangskreis des Verstärkers R verbind.enden Widerständen. R1 und R7, deren Verbindungspunkt über den Kondensator C2 geerdet ist. Der Bildung eines Gleichspannungsanteils der Reglerausgangsspannung UR wird so entgegengewirkt.This "drift compensation" consists of a network of the input and the output circuit of the amplifier R connecting resistors. R1 and R7, their Connection point is grounded through the capacitor C2. The formation of a direct voltage component the controller output voltage UR is counteracted in this way.

Statt der Kondensatoren C1 und C3 sowie des Widerstandes R2 können auch RC-Kombinationen verwendet werden, falls dies eine weitgehende Glättung erfordert. Dies ist abhängig von dem herauszufilternden Frequenzbereich, innerhalb dessen die Glättung erfolgen soll. Es muß ja ein bestimmter Frequenzbereich ausgewählt werden, da ein Bereich von 0 -nicht geglättet werden kann.Instead of the capacitors C1 and C3 and the resistor R2 can RC combinations can also be used if this requires extensive smoothing. This depends on the frequency range to be filtered out, within which the Smoothing should be done. A certain frequency range has to be selected, since a range from 0 -can not be smoothed.

6 Seiten Beschreibung 6 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung mit 2 Figuren6 pages description 6 claims 1 sheet of drawing with 2 figures

Claims

Patent claims 1. Low-warpage device for smoothing with DC voltages afflicted with harmonics, especially for electronic control and Control devices, characterized in that an active one parallel to the consumer (ZA) Switching element (control amplifier R) in series with one of the input of this switching element (R) only the harmonics feeding network (Z1 Z3) lies and that this element (R) and the network (Z1, Z2, Z3) are dimensioned and connected so that the output of the element (R) compared to the harmonic component present on the input side in phase opposition, an extensive compensation of the harmonic component at the consumer (ZA) causing tension arises.

2. Device according to claim 1, characterized in that the output voltage (UR) of the active element (R) and the input voltage (U) of the smoothing device act on a common point (P) from which the input voltage of the active Element (R) is tapped.

3. Device according to claim 1, characterized in that in the output circuit of the active switching element (R) a degree of balance on the harmonic component to be smoothed limiting circuit (B) is provided.

4, device according to one of the preceding claims, characterized in that that at. ni.eedri gen frequencies the output of the active switching element (R) with its input is connected by a series connection of two resistors (R1 R3), whose connection point is grounded via a capacitor (C2).

5. Device according to claim 1, characterized in that d the network from the parallel connection of a capacitor (C1) and a resistor (R) exists, which is bridged by a capacitor (C3).

6. Device according to claims 1 and 5, characterized in that that the network is formed from resistor-capacitor combinations.